夾具第3章夾緊(2006)

1、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)講稿目 錄1 機(jī)床夾具概述1.1 工件的裝夾與機(jī)床夾具1.2 夾具的分類與作用1.3 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)研究的內(nèi)容2 工件在夾具中的定位 2.1 工件定位原理2.2 定位元件的選擇與設(shè)計(jì)2.3 定位誤差的分析與計(jì)算2.4 工件定位方案設(shè)計(jì)及定位誤差計(jì)算舉例3 工件在夾具中的夾緊 3.1 夾緊裝置的組成及其設(shè)計(jì)要求3.2 夾緊力的確定3.3 夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)3.4 夾緊動(dòng)力裝置設(shè)計(jì)3.5 夾緊裝置設(shè)計(jì)實(shí)例4 夾具在機(jī)床上的定位、對(duì)刀和分度 4.1 夾具在機(jī)床上的定位4.2 夾具在機(jī)床上的對(duì)刀4.3 夾具的轉(zhuǎn)位和分度裝置5 各類機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 5.1 鉆床夾具5.2 鏜床夾具5.3 銑床夾具

2、5.4 車床和圓磨床夾具5.5 齒輪加工機(jī)床夾具6 可調(diào)夾具及組合夾具設(shè)計(jì)6.1 概述6.2 通用可調(diào)夾具和成組夾具6.3 組合夾具7 機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)方法及步驟7.1 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的一般步驟7.2 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)舉例7.3 機(jī)床夾具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介7.4 夾具體的設(shè)計(jì)7.5 夾具結(jié)構(gòu)的工藝性3 工件在夾具中的夾緊工件在夾具中的裝夾是由定位和夾緊這兩個(gè)過(guò)程緊密聯(lián)系在一起的。定位問(wèn)題在上一章討論過(guò)，其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。僅僅定好位，在大多數(shù)場(chǎng)合下，還不能進(jìn)行加工。只有進(jìn)而在夾具上設(shè)置相應(yīng)的夾緊裝置對(duì)工件實(shí)行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務(wù)。夾緊裝置的基本任務(wù)就是

3、保持工件在定位中所獲得的既定位置，以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動(dòng)和振動(dòng)，確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時(shí)工件的定位是在夾緊過(guò)程中實(shí)現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確位置。本章主要討論有關(guān)夾緊裝置設(shè)計(jì)和計(jì)算方面的基本問(wèn)題。3.1 夾緊裝置的組成及其設(shè)計(jì)要求（1）夾緊裝置的組成一般夾緊裝置由下面兩個(gè)基本部分組成：1）動(dòng)力源即產(chǎn)生原始作用力的部分。如果用人的體力對(duì)工件進(jìn)行夾緊，稱為手動(dòng)夾緊；如果用氣動(dòng)、液壓、氣液聯(lián)合、電動(dòng)以及機(jī)床的運(yùn)動(dòng)等動(dòng)力裝置來(lái)代替人力進(jìn)行夾緊，則稱為機(jī)動(dòng)夾緊。2）夾緊機(jī)構(gòu)即接受和傳遞原始作用力，使之變成夾緊力，并執(zhí)行夾緊任務(wù)的部分。它包括中間遞力機(jī)構(gòu)和夾緊

4、元件。中間遞力機(jī)構(gòu)把來(lái)自人力或動(dòng)力裝置的力傳遞給夾緊元件，再由夾緊元件直接與工件接觸，最終完成夾緊任務(wù)。根據(jù)動(dòng)力源的不同和工件夾緊的實(shí)際需要，一般中間遞力機(jī)構(gòu)在傳遞夾緊力的過(guò)程中，可以起到以下作用：改變作用力的方向；改變作用力的大??； 具有一定的自鎖性能，以保證夾緊可靠，在手動(dòng)夾緊時(shí)尤為重要。夾緊裝置的組成可以用方框圖表示。（2）夾緊裝置的設(shè)計(jì)要求夾緊裝置的設(shè)計(jì)和選用是否正確合理，對(duì)于保證加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度有很大影響。為此，對(duì)夾緊裝置提出如下基本要求：1）夾緊力應(yīng)有助于定位，而不應(yīng)破壞定位；2）夾緊力的大小應(yīng)能保證加工過(guò)程中工件不發(fā)生移動(dòng)和振動(dòng)，并能在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)；3）工

5、件在夾緊后的變形和受壓表面的損傷不應(yīng)超出允許的范圍；4）應(yīng)有足夠的夾緊行程，手動(dòng)時(shí)要有一定的自鎖作用；5）結(jié)構(gòu)緊湊、動(dòng)作靈活，制造、操作、維護(hù)方便，省力、安全，并有足夠的強(qiáng)度和剛度。為滿足上述要求，其核心問(wèn)題是正確地確定夾緊力。3.2 夾緊力的確定夾緊力包括大小、方向和作用點(diǎn)三個(gè)要素，它們的確定是夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中首先要解決的問(wèn)題。必須合理確定夾緊力的三要素：大小、方向和作用點(diǎn) （1）夾緊力方向的選擇夾緊力方向的選擇一般應(yīng)遵循以下原則：1）夾緊力的作用方向應(yīng)有利于工件的準(zhǔn)確定位，而不能破壞定位。主要夾緊力方向應(yīng)垂直于主要定位面2）夾緊力的作用方向應(yīng)盡可能與切削力、工件重力方向一致，以減小所需夾緊力

6、。夾緊力的作用方向應(yīng)使所需夾緊力最小。3）夾緊力的作用方向應(yīng)盡量與工件剛度最大的方向相一致，以減小工件變形。夾緊力的作用方向應(yīng)使工件變形盡可能小（2）夾緊力作用點(diǎn)的選擇一般注意以下幾點(diǎn)：1）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)正對(duì)支承元件或位于支承元件所形成的支承面內(nèi)，以保證工件已獲得的定位不變。2）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)處在工件剛性較好的部位，以減小工件的夾緊變形。3）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近被加工表面，以便減小切削力對(duì)工件造成的翻轉(zhuǎn)力矩。（3）夾緊力大小的估算夾緊力的大小根據(jù)切削力、工件重力的大小、方向和相互位置關(guān)系具體計(jì)算，并乘以安全系數(shù)K，一般精加工K=1.52，粗加工K=2.53。夾緊力不足，會(huì)使工件在切削過(guò)程中

7、產(chǎn)生位移并引起振動(dòng)；夾緊力過(guò)大又會(huì)造成工件或夾具不應(yīng)有的變形或表面損傷。3.3 夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)3.3.1斜楔夾緊機(jī)構(gòu)（1）作用原理斜楔夾緊機(jī)構(gòu)是夾緊機(jī)構(gòu)中最基本的形式之一，螺旋夾緊機(jī)構(gòu)、偏心基金機(jī)構(gòu)及定心對(duì)中夾緊機(jī)構(gòu)等都是斜楔基金機(jī)構(gòu)的變形。下圖是利用斜楔夾緊工件的實(shí)例。斜楔夾緊具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，增力比大，自鎖性能好等特點(diǎn)，因此獲得廣泛應(yīng)用。（2）夾緊力的計(jì)算與自鎖以斜楔為研究對(duì)象，夾緊時(shí)根據(jù)靜力平衡原理，有 FQ = F1+ FRX F1 = FJ tan1 FRX = FJ tan(2)FJ = FQ / tan1tan(2)設(shè)1 =2 =，當(dāng)10，可用下式近似計(jì)算FJ = FQ / ( tan

8、2)夾緊力FQ去除，斜楔受到F1、FRX作用，要能自鎖，必須滿足下式 F1 FRX F1 = FJ tan1 FRX = FJ tan(2) tan1 tan(2) 即 1 ( 2) 或 1 2一般1 =2 = =57，故當(dāng)1014時(shí)自鎖，一般取=68（3）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1）斜楔的自鎖性2）斜楔能改變作用力的方向3）斜楔具有擴(kuò)力作用擴(kuò)力比 i = FJ / FQ ，約等于3；4）斜楔的夾緊行程小h/s =tan，故 h 遠(yuǎn)小于 s ；5）斜楔夾緊效率低6）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但操作不方便。（4）適用范圍1）毛坯質(zhì)量較高時(shí)；2）主要用于機(jī)動(dòng)夾緊裝置中；3）手動(dòng)的夾緊機(jī)構(gòu)，因費(fèi)時(shí)費(fèi)力，效率極低，故實(shí)際中較少采用。

9、3.3.2螺旋夾緊機(jī)構(gòu)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于操作，增力比大，自鎖性能好，是手動(dòng)夾緊中應(yīng)用最廣泛的一種夾緊機(jī)構(gòu)。（1）作用原理螺旋夾緊機(jī)構(gòu)中所用的螺旋，實(shí)際上相當(dāng)于把斜楔繞在圓柱體上，因此它的夾緊作用原理與斜楔是一樣的。不過(guò)這里是通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋，使繞在圓柱體上的斜楔高度發(fā)生變化來(lái)夾緊工件的。（2）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；2）擴(kuò)力比大；3）自鎖性能好；4）行程不受限制；5）夾緊動(dòng)作慢。（3）夾緊力計(jì)算可以從斜楔的夾緊力計(jì)算公式直接導(dǎo)出螺旋夾緊力的計(jì)算公式：FJ沿螺旋軸線作用的夾緊力（N）；Fs作用在板手上的力；L作用力的力臂（mm）；d0螺紋中徑（mm）；螺紋升角（o）螺紋副的當(dāng)量摩擦角（o）螺桿

10、（或螺母）端部與工件（或壓塊）的摩擦角（o）；r 螺桿（或螺母）端部與工件（或壓塊）的當(dāng)量摩擦半徑（mm）。（4）適用范圍由于螺旋夾緊機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、夾緊可靠、擴(kuò)力比大、夾緊行程不受限制等特點(diǎn)，所以在手動(dòng)夾緊裝置中被廣泛使用。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)是動(dòng)作慢。為提高其工作效率，常采用一些快撤裝置。3.3.3 圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)偏心夾緊機(jī)構(gòu)是一種快速動(dòng)作的夾緊機(jī)構(gòu)，它的工作效率較高，在夾具設(shè)計(jì)中應(yīng)用的也比較廣泛。常用的偏心輪有兩種形式，即：圓偏心和曲線偏心。曲線偏心采用阿基米德螺旋線或?qū)?shù)螺旋線作為輪廓曲線。曲線偏心雖有升角變化均勻等優(yōu)點(diǎn)，但因制造復(fù)雜，故而用得較少；而圓偏心則因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造

11、容易，所以在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。以下主要介紹圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)。（1）作用原理如圖所示為三種簡(jiǎn)單的偏心夾緊機(jī)構(gòu)。其中圖（a）直接利用偏心輪夾緊工件，圖（b）和圖（c）為偏心壓板夾緊機(jī)構(gòu)。偏心夾緊機(jī)構(gòu)靠偏心輪回轉(zhuǎn)時(shí)回轉(zhuǎn)半徑變大而產(chǎn)生夾緊作用，其原理和斜楔工作時(shí)斜面高度由小變大而產(chǎn)生的楔緊作用是一樣的。實(shí)際上，可將偏心輪視為一楔角變化的斜楔。將下圖（a）所示的圓偏心輪展開(kāi)，可得到圖（b）所示的圖形，其楔角可用下面的公式求出：式中：偏心輪的楔角（0）；e偏心輪的偏心量（mm）；R偏心輪的半徑（mm）；偏心輪作用點(diǎn)（圖a中的X點(diǎn)）與起始點(diǎn)（圖a中的0點(diǎn)）之間的圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角（0）。當(dāng)=900時(shí)，接近最

12、大值（2）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1）偏心輪上各點(diǎn)的升角是變化的；2）偏心輪的自鎖條件如果我們知道偏心輪工作時(shí)其夾緊點(diǎn)的確切位置，那就可以使偏心輪在該點(diǎn)的升角小于摩擦角來(lái)保證其自鎖。但一般偏心輪的工作點(diǎn)并不確定，尤其是圓偏心機(jī)構(gòu)，其工作點(diǎn)可以在某一定范圍內(nèi)變化；因此要保證能自鎖，必須使其max,則其它各點(diǎn)的升角便都小于摩擦角。根據(jù)斜楔自鎖條件：，此時(shí)1和2分別為輪周作用點(diǎn)處與轉(zhuǎn)軸處的摩擦角。忽略轉(zhuǎn)軸處的摩擦，并考慮最不利的情況，可得到偏心夾緊的自鎖條件 或 式中 1輪周作用點(diǎn)處的摩擦系數(shù)；D偏心輪的直徑。一般1=0.10.15則 D/e的比值稱為偏心輪的特性參數(shù)。根據(jù)偏心輪的特性參數(shù)，便可決定偏心輪的基本尺寸

13、。一般都是選定1和e去求D。例如：取1=0.1 ,e=2.5mm，則偏心輪的直徑D為D（1420）2.5即 D3550（mm）3）偏心輪的有效工作區(qū)域圓偏心的回轉(zhuǎn)角理論上為900，但實(shí)際上不能全部利用。標(biāo)準(zhǔn)圓偏心的有效工作區(qū)域一般為900。（3）夾緊力的計(jì)算偏心夾緊的夾緊力可用下式估算式中 Fj夾緊力（N）；Fs作用在手柄上的原始力（N）;L作用力臂（mm）；偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心到作用點(diǎn)之間的距離（mm）；偏心輪楔角（0）；1輪周作用點(diǎn)處摩擦角（0）；2轉(zhuǎn)軸處摩擦角（0）。（4）圓偏心的結(jié)構(gòu)形式偏心輪的結(jié)構(gòu)都已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了，設(shè)計(jì)時(shí)可參閱有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。（5）適用范圍偏心夾緊的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，動(dòng)

14、作迅速，缺點(diǎn)是自鎖性能較差，增力比較小。一般常用于切削平穩(wěn)且切削力不大的場(chǎng)合。1）由于圓偏心的夾緊力小，自鎖性能又不是很好，所以只適用于切削負(fù)荷不大，又無(wú)佷大振動(dòng)的場(chǎng)合。2）為滿足自鎖條件，其夾緊行程也相應(yīng)受到限制，一般用于夾緊行程較小的情況。3）一般很少直接用于夾緊工件，大多是與其它夾緊機(jī)構(gòu)聯(lián)合使用。3.3.4 鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)是一種鉸鏈和杠桿組合的夾緊機(jī)構(gòu)，這種機(jī)構(gòu)具有動(dòng)作迅速、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，擴(kuò)力比較大，摩擦損失小，并易于改變力的作用方向的優(yōu)點(diǎn)，因此應(yīng)用也很廣泛。但是它的自鎖性很差，一般不單獨(dú)使用，多用于機(jī)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)中與氣動(dòng)、液壓等夾具聯(lián)合使用，可以縮小氣缸直徑，減少所需動(dòng)力，故這種機(jī)

15、構(gòu)又稱擴(kuò)力機(jī)構(gòu)。（1）作用原理如圖所示為三種類型的鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)。其中圖a為單臂鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)，圖b為單臂雙作用鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)，圖c為雙臂雙作用鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)。（2）夾緊力的計(jì)算圖d是單臂鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)的鉸鏈臂的受力分析圖，其夾緊力可用如下公式計(jì)算。式中：r鉸鏈和磙子軸承半徑（mm）；L臂上兩鉸鏈孔中心距（mm）；1鉸鏈軸承和磙子軸承的摩擦角（0）；R磙子半徑（mm）。（3）夾緊行程和相應(yīng)的鉸鏈臂傾斜角夾緊行程h是指擺臂的鉸鏈點(diǎn)A的行程。至于壓板夾緊工件的行程，則還需根據(jù)壓板的杠桿比關(guān)系來(lái)求得。（4）氣缸的工作行程按幾何關(guān)系計(jì)算所需行程后，選取標(biāo)準(zhǔn)氣缸。（5）自鎖條件要使鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)自鎖，應(yīng)使夾緊時(shí)鉸鏈

16、臂的傾斜角小于40。但這個(gè)條件和保證夾緊行程的設(shè)計(jì)是有矛盾的。因此一般在夾具中，都不應(yīng)用這個(gè)自鎖條件。若要保證自鎖，則就需和其它具有自鎖性能的機(jī)構(gòu)聯(lián)合使用。（6）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；2）擴(kuò)力比大；3）摩擦損失小。（7）適用范圍鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)適用于多點(diǎn)、多件夾緊，在氣動(dòng)夾緊中廣泛應(yīng)用。3.3.5 定心、對(duì)中夾緊機(jī)構(gòu)在機(jī)械加工中常遇到以軸線或?qū)ΨQ中心為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的工件，為了使定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，就必須采用定心、對(duì)中夾緊機(jī)構(gòu)。所謂“定心”就是夾緊工件時(shí)，工件的對(duì)稱中心與夾具夾緊機(jī)構(gòu)的中心重合。定心夾緊機(jī)構(gòu)中與工件接觸的元件既是定位元件又是夾緊元件，使工件的定位與夾緊過(guò)程同時(shí)完成。定心夾緊機(jī)構(gòu)是一種

17、同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)工件定心定位和夾緊的夾緊機(jī)構(gòu)，即在夾緊過(guò)程中，能使工件相對(duì)于某一軸線或某一對(duì)稱面保持對(duì)稱性。定心夾緊機(jī)構(gòu)主要用于要求準(zhǔn)確定心和對(duì)中的場(chǎng)合。此外，由于定位與夾緊動(dòng)作同時(shí)進(jìn)行，可以縮短輔助時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，因此在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。定心、對(duì)中夾緊機(jī)構(gòu)自所以能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確定心、對(duì)中的原理，就在于它利用了定位夾緊元件的等速移動(dòng)或均勻彈性變形的方式，來(lái)消除工件定位基準(zhǔn)面的制造誤差，使這些誤差或偏差相當(dāng)于所定心或?qū)χ械奈恢茫芫鶆驅(qū)ΨQ地分配在工件的定位基面上。因此，定心、對(duì)中夾緊機(jī)構(gòu)的種類雖多，但就其各自實(shí)現(xiàn)定心和對(duì)中的工作原理而言，可分為下述兩大類：（1）以等速移動(dòng)原理工作的定心、對(duì)中夾緊機(jī)

18、構(gòu)這類定心機(jī)構(gòu)常利用螺旋、斜面、偏心等傳動(dòng)元件，帶動(dòng)工件作等速移動(dòng)以實(shí)現(xiàn)定心夾緊作用。如斜楔定心夾緊機(jī)構(gòu)，螺旋定心夾緊機(jī)構(gòu)，杠桿定心夾緊機(jī)構(gòu)等。下圖所示為斜楔式定心夾緊心軸。擰動(dòng)螺母2時(shí)，由于斜面A、B的作用，使兩活塊1同時(shí)等距外伸，直至每組3個(gè)活塊均與工件孔壁接觸，使工件得到定心夾緊。反向擰動(dòng)螺母，在彈簧力的作用下，活塊縮回，工件被松開(kāi)。下圖為一螺旋定心夾緊機(jī)構(gòu)，螺桿3的兩端分別有螺距相等的左、右螺紋，轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿，通過(guò)左、右螺紋帶動(dòng)2個(gè)V形塊1和2同步向中心移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)工件定心夾緊。叉形件7可用來(lái)調(diào)整對(duì)稱中心位置。（2）以均勻彈性變形原理工作的定心夾緊機(jī)構(gòu)如彈簧夾頭、薄膜卡盤、液態(tài)塑料定心夾

19、緊機(jī)構(gòu)、蝶型彈簧定心夾緊機(jī)構(gòu)、折紋薄壁套定心夾緊機(jī)構(gòu)等。下圖為一種常用的彈簧夾頭結(jié)構(gòu)。圖中3為夾緊元件彈簧套筒，它是一個(gè)帶錐面的薄壁彈性套，帶錐面的一端開(kāi)有三個(gè)或四個(gè)軸向槽。它有三個(gè)基本部分：一是夾爪A；二是包括夾爪在內(nèi)的彈性部分B，稱為簧瓣；三是導(dǎo)向部分C。擰緊螺母2，在斜面的作用下，夾爪收縮，將工件定心夾緊。松開(kāi)螺母2，夾爪彈性恢復(fù)，工件松開(kāi)。彈簧夾頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，定心精度可達(dá)0.040.1mm。由于彈簧套筒變形量不宜過(guò)大，故對(duì)工件的定位基準(zhǔn)面有一定的精度要求，其公差應(yīng)控制在0.5mm以內(nèi)。3.3.6聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)在夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中，有時(shí)需要對(duì)一個(gè)工件上的幾個(gè)點(diǎn)或?qū)Χ鄠€(gè)工件同時(shí)進(jìn)行夾緊。此時(shí)，為了

20、減少工件裝夾時(shí)間，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，常常采用各種聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。這種機(jī)構(gòu)要求從一處施力，可同時(shí)在幾處（或幾個(gè)方向上）對(duì)一個(gè)或幾個(gè)工件同時(shí)進(jìn)行夾緊。夾緊力作用在兩個(gè)相互垂直的方向上，稱為雙向聯(lián)動(dòng)夾緊；兩夾緊點(diǎn)的夾緊力方向相同，稱為平行聯(lián)動(dòng)夾緊。3.4 夾緊動(dòng)力裝置設(shè)計(jì)現(xiàn)代高效率的夾具，大多采用機(jī)動(dòng)夾緊方式，如：氣動(dòng)、液壓、電動(dòng)等。其中以氣動(dòng)和液壓裝置應(yīng)用最為普遍，所以這里主要介紹氣動(dòng)夾緊裝置和液壓夾緊裝置。3.4.1氣動(dòng)夾緊裝置氣動(dòng)夾緊裝置的工作介質(zhì)是壓縮空氣，一般壓縮空氣由壓縮空氣站供應(yīng)，經(jīng)過(guò)管路損失之后，通到夾緊裝置的壓縮空氣，其工作壓力通常為0.40.6MPa。在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，通常以0.4MPa來(lái)計(jì)算

21、，較為安全。（1）氣動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)典型的氣動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)，如圖所示：由氣源、氣缸火氣室、霧化器、減壓閥、單向閥、分配閥、調(diào)速閥、壓力表等元件組成。1）霧化器。由氣源送來(lái)的壓縮空氣，先經(jīng)霧化器，使霧化器中的潤(rùn)滑油被吸上升霧化而隨之進(jìn)入傳動(dòng)系統(tǒng)，以便利用油霧對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行充分潤(rùn)滑。2）減壓閥。將氣源送來(lái)的壓縮空氣的壓力，減至氣動(dòng)裝置所要求的工作壓力，一般為0.40.6MPa。3）單向閥。主要起安全保護(hù)作用。防止氣源供氣中斷或壓力突降而使夾緊機(jī)構(gòu)松開(kāi)。4）分配閥?？刂茐嚎s空氣對(duì)氣缸的進(jìn)氣和排氣。5）調(diào)速閥。調(diào)節(jié)壓縮空氣進(jìn)入氣缸的流量，以控制活塞的移動(dòng)速度。6）壓力表。指示氣缸中壓縮空氣

22、的工作壓力。7）氣缸。將壓縮空氣的工作壓力轉(zhuǎn)換為活塞的移動(dòng)，由此推動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)夾緊動(dòng)作。氣動(dòng)系統(tǒng)對(duì)工作介質(zhì)空氣，要進(jìn)行過(guò)濾、冷凝和干燥，去掉粉塵和水分，防止銹蝕元件或堵塞。因各組成元件都已標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和規(guī)格化，設(shè)計(jì)時(shí)可參閱有關(guān)資料。（2）氣缸結(jié)構(gòu)和夾緊作用力的計(jì)算常用的氣缸有兩種形式，即：活塞式和薄膜式。1）活塞式氣缸活塞式氣缸按氣缸在工作過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)情況，可分為：固定式、擺動(dòng)式、差動(dòng)式、回轉(zhuǎn)式等；按氣缸進(jìn)氣情況，可分為：?jiǎn)蜗蜃饔煤碗p向作用。下圖為固定式氣缸，通常固定在夾具體上；回轉(zhuǎn)式氣缸通常用于車床夾具，因?yàn)檐嚧矈A具安裝在主軸上，隨主軸旋轉(zhuǎn)。因此使用回轉(zhuǎn)式氣缸比較方便，這時(shí)需要用特殊的

23、導(dǎo)氣接頭如圖?；剞D(zhuǎn)式氣缸在主軸上的安裝及與夾具的連接如圖所示。夾具8通過(guò)過(guò)渡盤7安裝在主軸6的前端，氣缸3通過(guò)過(guò)渡盤4固定在主軸的尾部，氣缸另一頭裝有導(dǎo)氣接頭1?；钊?推動(dòng)拉桿5，帶動(dòng)夾具上的夾緊元件運(yùn)動(dòng)，使工件夾緊或松開(kāi)。導(dǎo)氣接頭的典型結(jié)構(gòu)如圖。配氣軸1用螺母緊固在氣缸的后蓋上，并隨氣缸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。閥體2固定不動(dòng)，接頭3、4分別通過(guò)通道b、a與氣缸的前腔和后腔相連通。閥體與配氣軸的間隙為0.0070.015mm.。在高速回轉(zhuǎn)時(shí)，使用回轉(zhuǎn)式氣缸必須加以仔細(xì)平衡，否則會(huì)使主軸負(fù)荷增加。此時(shí)采用不動(dòng)式氣缸為好。如圖，圖中拉桿3隨主軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，而氣缸不動(dòng)。上圖為單向、雙向作用活塞式氣缸結(jié)構(gòu)圖。由圖可知

24、，單作用氣缸只是由單面進(jìn)氣完成夾緊動(dòng)作，當(dāng)氣缸左腔與大氣接通時(shí)，活塞便在彈簧力作用下退回原位。固定式雙作用氣缸通常固定在夾具體上?；钊趬嚎s空氣的推動(dòng)下，來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)夾緊和松開(kāi)?；钊綒飧姿a(chǎn)生的作用力Q可按下式計(jì)算，單作用時(shí)式中：Q活塞上的作用力；A活塞作用面積；d活塞直徑（即氣缸內(nèi)徑）；p工作壓力；傳動(dòng)效率，它是由運(yùn)動(dòng)部件的摩擦損失和漏氣損失等決定，通常取=0.85P活塞壓縮彈簧時(shí)所產(chǎn)生的阻力。雙作用氣缸所產(chǎn)生的夾緊力與單作用相同，只是沒(méi)有壓縮彈簧時(shí)所產(chǎn)生的阻力P，即P=0。則計(jì)算作用力公式可寫(xiě)成下式活塞式氣缸的特點(diǎn)，在于其行程不受限制，可根據(jù)需要自行設(shè)計(jì)。且作用力不隨行程長(zhǎng)短而變化

25、，但氣缸結(jié)構(gòu)較龐大，制造成本高，其滑動(dòng)副間易漏氣。2）薄膜式氣缸如圖所示薄膜式氣缸的結(jié)構(gòu)，薄膜2被夾在殼體3和4之間，用螺釘夾緊。當(dāng)壓縮空氣經(jīng)導(dǎo)氣接頭1進(jìn)入氣室后薄膜2凸起向右壓縮彈簧6，推動(dòng)推桿5實(shí)現(xiàn)夾緊動(dòng)作。當(dāng)氣室通大氣時(shí)，推桿5又在又在彈簧力作用下，連同薄膜一起復(fù)位。右蓋上設(shè)有排氣孔，以減少背壓。顯然，這種薄膜式氣缸，推桿上輸出的作用力Q是個(gè)變值。當(dāng)行程S越大，則作用力Q減少越多；當(dāng)d一定時(shí)，通過(guò)增大支承板直徑d0，可提高Q之值。薄膜式氣缸推桿上輸出的作用力Q，可按下式計(jì)算式中：Q推桿上輸出的作用力；d薄膜的有效直徑；d0推桿支承板直徑；p氣缸中的壓縮空氣工作壓力；P彈簧阻力。薄膜式氣缸

26、的優(yōu)點(diǎn)為：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，沒(méi)有密封問(wèn)題。其缺點(diǎn)為：行程小，作用力隨行程增大而減小。以上兩種氣缸的結(jié)構(gòu)都已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，可以查閱有關(guān)資料設(shè)計(jì)或選用。3）氣動(dòng)夾緊的特點(diǎn)氣動(dòng)夾緊一般具有以下主要優(yōu)點(diǎn)：夾緊力基本穩(wěn)定。這是因?yàn)闅庠磯毫梢钥刂?。夾緊動(dòng)作迅速。氣流的速度很快，氣動(dòng)速度也就快。這就有利于縮短輔助時(shí)間，從而顯著地提高生產(chǎn)率。操作省力。采用氣動(dòng)夾緊后，操作只需轉(zhuǎn)動(dòng)分配閥手柄，而不必象手動(dòng)夾緊那樣費(fèi)力費(fèi)時(shí)，因而大大減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。不足之處：空氣是可以壓縮的，因此夾緊剛度差，一般不適合切削力很大的場(chǎng)合。壓縮空氣的工作壓力較小，所以對(duì)于同樣的作用力來(lái)說(shuō)，氣動(dòng)夾緊的氣缸直徑將比液壓夾緊的油缸直徑要大，因而結(jié)構(gòu)較龐大。車間噪聲大。3.4.2液壓夾緊裝置液壓夾緊裝置利用壓力油為夾緊動(dòng)力。與氣動(dòng)夾緊裝置相比，液壓夾緊裝置有以下優(yōu)點(diǎn)：1）工作壓力可達(dá)56.5MPa，傳動(dòng)力大，可采用直接夾緊方式，結(jié)構(gòu)尺寸較小。當(dāng)產(chǎn)生同樣大小